CHƯƠNG 7 KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

CHƯƠNG 7
KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ
7.1. NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN.
Khả năng thực hiện đúng các quy trình hay kỹ thuật chụp ảnh bức xạ cho bất cứ vật thể
hay vật liệu nào có các kích thước khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào kinh nghiệm. Tuy nhiên
sau đây trình bày một số vấn đề cơ sở quan trọng và hữu ích được coi như những hướng dẫn
từng bước trong việc thực hiện quy trình kiểm tra :
(a)

Phải sử dụng đúng phim, đúng màn tăng cường và năng lượng bức xạ.

(b)

Phải hiểu rõ và kiểm soát được bức xạ tán xạ.

(c)

Phải biết rõ những yếu tố gây ảnh hưởng đến độ tương phản và độ xác định của ảnh
chụp bức xạ và sử dụng những quy trình kiểm tra để đạt được ảnh chụp bức xạ có độ
nhạy tối ưu. Thông thường, phim được đặt càng sát với mẫu vật kiểm tra càng tốt và
phải sử dụng tỷ số d/t thích hợp.

Trước khi xác định một quy trình hay kỹ thuật kiểm tra có phù hợp hay không ?, thì
phải chú ý từng yếu tố sau đây :
(i)

Tuân thủ bất kỳ những yêu cầu kỹ thuật nào.

(ii)

Các thông tin về cách sử dụng chi tiết sau cùng, thí dụ như các yêu cầu về hoạt
động, những vùng chịu ứng suất, chịu tải, số lượng và vị trí gia công hoặc quá trình gia
công tinh, các tiêu chuẩn về an toàn.

(iii)

Lựa chọn chính xác hướng chùm tia bức xạ phát ra, xác định vùng nào trên mẫu
vật được kiểm tra và xác định vị trí đặt phim.

(iv)

Số lần chiếu chụp cần thiết ít nhất mà đưa ra được những đánh giá đầy đủ và
chính xác về mẫu vật được kiểm tra theo những yêu cầu đã đặt ra cho chúng.

(v)

Xác định những điều kiện chiếu chụp cho mỗi lần chụp, chú ý đến việc sử dụng
đúng loại phim, màn tăng cường và các bộ lọc.

Kỹ thuật được sử dụng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và cấu tạo của mẫu vật.
Đối với việc kiểm tra một vật đúc lớn hơn và càng phức tạp hơn thì kỹ thuật chụp ảnh bức xạ
cũng trở nên phức tạp hơn. Kỹ thuật sử dụng cũng có thể bị ảnh hưởng nếu tồn tại một loại
khuyết tật đặc biệt trong mẫu vật kiểm tra. Ví dụ sẽ có một sự khác biệt khi xác định vị trí của
loại khuyết tật dạng phân bố như bọt khí so với kỹ thuật dùng để xác định vị trí của một vết
nứt hoặc vết xé nóng. Kích thước hình học và thành phần cấu tạo của mẫu vật cũng là yếu tố
quyết định đến lượng bức xạ tán xạ vào phim. Do đó kỹ thuật sử dụng cần phải được điều
chỉnh sao cho làm giảm được những hiệu ứng tán xạ đến mức nhỏ nhất.

7.1.1. Lựa chọn phim, màn tăng cường và năng lượng bức xạ
Những hướng dẫn để lựa chọn phim chụp ảnh bức xạ dùng trong công nghiệp của bốn
hãng sản xuất chính được trình bày trong các bảng 7.1 đến 7.4. Trong các hướng dẫn này
cũng cung cấp một số thông tin : (i) về năng lượng bức xạ được sử dụng (ii) phim có dùng
hay không dùng màn tăng cường bằng chì hoặc có màn tăng cường huỳnh quang.

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

213

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

BẢNG 7.1. HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG TRONG
CÔNG NGHIỆP CỦA HÃNG PHIM AGFA GEVAERT.
Hướng dẫn cách sử dụng phim Structurix với bức xạ tia X (Hãng Agfa)
Vật liệu và bề dày của
vật liệu (inch)
0 - 1/4
1/4 - 1/2
Magnesium
1/2 - 1
1-2
2-4
4-8
0 - 1/4

1/4 - 1/2
Nhôm
1/2 - 1
1-2
2-4
4-8
0 - 1/4
1/4 - 1/2
Thép
1/2 - 1
1-2
2-4

50–80KV
D2 – D4
D4 – D2
D4 – D5 –D7
D7

D2 – D4
D7 – D5
D7
D7

Dải năng lượng bức xạ và loại phim đề nghị sử dụng
80–120KV
120–150KV
150–250KV
D2
D2

D2
D2 – D4
D2 – D4
D2
D4 – D5
D4
D2
D4 – D5
D4
D4
D7
D4 – D5 – D7
D4
D7
D4
D2 – D4
D4
D2
D4
D2 – D4
D2
D4 – D5
D4 – D5
D2
D7 – D5
D7 – D5 – D4
D4
D7
D7
D4 – D5

D7
D7
D7 – D5 – D4
D2 – D4
D7 – D5 – D4
D7 – D5 – D4 – D2
D7
D7 – D5 – D4
D7 – D4

250–400KV

D2 – D4

D5
D7
D4 – D2
D7 – D5 – D4
D7 – D5 – D4
D7

Hướng dẫn cách sử dụng phim Structurix với bức xạ gamma ( Hãng Agfa)
Bề dày vật liệu (inch)
Magnesium

Nhôm

Thép

Nguồn (1Curie) và loại phim được đề nghị sử dụng

Iridium - 192
Caesium – 137
Cobalt - 60
D2 – D4
D4
D4 – D5 –D7
D7
D2 – D4
D4 – D5
D7
D7
D2 – D4
D4 – D5 – D7 – D2
D4 – D2
D7 – D5 – D4
D4 – D5 – D7
D4
D7 – D5 – D4
D7
D4 – D5 – D7
D7
D7
D7 – D5
D7

1/2 - 1
1-2
2-4
Lớn hơn 4
1/2 - 1

1-2
2-4
Lớn hơn 4
0 - 1/4
1/4 - 1/2
1/2 - 1
1-2
2-4
Lớn hơn 4

BẢNG 7.2. HƯỚNG DẪN CHỌN PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP
CỦA HÃNG KODAK (UK).
Bề
dày
vật
liệu
(in.)

50
đến
80KV

80
đến
120KV

120
đến
150KV

150
đến
250KV

Iridium
192

250
đến
400KV

1MeV

0–
1/4
1/41/2
1/2-1

KNF

KNF

AX,CX

KNF

AX,CS

AX,CX

KNF

AX,CS

AX,CX

AX,CX

MX

KNF

AX,CX

AX,CX

MX

Co 60

2MeV

Ra

MX

AX
CS
AX
CX

6
đến
31MeV

Thép

1-2

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

MX

214

AX
CX

MX

MX

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

2-4

KNF

AX
CX
KNF

4-8

AX
CX
KNF

>8

AX
CX
AX
CX
KNF

KNF
KNF

MX
AX CX
AX CX

Nhôm
0–

1/4
1/41/2
1/2-1
1-2
2-4
4-8

MX

MX

AX,CX

MX

MX

MX

AX,CX
KNF

MX
AX,CX
KNF

MX
AX,CX
AX,CX
KNF

MX
MX
AX,CX
KNF

KNF

AX,CX

MX

KNF

AX,CX

MX
MX
MX
MX
AX,CX
AX,CX
KNF
Thiếc
MX
MX

MX

AX,CX

AX,CX

MX

MX

KNF

AX,CX

AX,CX

MX

1-2

KNF

KNF

MX

2-4

KNF

0–
1/4
1/41/2

1/2-1

AX,
CX
KNF

4-8
>8

MX
AX
CX
AX
CX
KNF
KNF

MX
MX
AX,CX

AX
CX
AX
CX
KNF

AX,CX
KNF

MX
MX
AX CX
AX CX

Magnesium
0–
1/4
1/41/2
1/2-1
1-2
2-4
4-8

MX

MX

MX

MX

MX

AX,CX
AX,CX
KNF

MX
MX

AX,CX
KNF

MX
MX
AX,CX
AX,CX

MX
MX
AX,CX

MX
MX
AX,CX
KNF

Chú thích :
MX = Industrex MX, AX = Industrex AX, CX = Industrex CX, KNF = Kodak No Screen Film.
Lưu ý : Tất cả những phim trên được sử dụng có hay không có màn tăng cường bằng chì .

BẢNG 7.3. HƯỚNG DẪN CHỌN PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP
CỦA HÃNG PHIM KODAK (USA).
Bề dày
vật liệu
(in.)

50
đến
80KV

80
đến
120KV

120
đến
150KV

150
đến
250KV

0–1/4

KNF

KNF

AX,AA

¼- 1/2

KBBF

KNF

AX,AA

R,M,

TMX,T
AX,AA

KBBF

KNF

AX,AA

Ir 192

250
đến
400KV

1MeV

Co 60

2MeV

Ra

AX,
AA
AX,
AA
KNF

R,M,

TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
AX,
AA
KNF

AX,
AA
AX,
AA
KNF

6
đến
31MeV

Thép

½-1
1-2

KNF

2-4

KBBF

AX,
AA
AX,
AA
KNF

R,M,
TMX,T
AX,AA
AX,AA

4-8

KBBF
KBBF

>8

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
KNF

KNF

R,M,
TMX,T

R,M,
TMX,T
AX,AA
AX,AA

Nhôm
0–1/4

R,M,
TMX,T

R,M,
TMX,T

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

215

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM
¼ -1/2

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

1-2

AX,
AA

AX,
AA
KNF

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA

2-4

KBBF

KNF

AX,AA

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T

AX,AA

KBBF

KNF

KNF

KNF

AX,AA

1/4-1/2

KNF

AX,AA

R,M,
TMX,T
AX,AA

1/2-1

KBBF

KBBF

KNF

KBBF

KBBF

½ -1

4-8
>8

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
KBBF

KNF

Thiếc
0–1/4

KBBF

1-2

R,M,
TMX,T
AX,
AA
AX,
AA
KNF

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA

KNF

KBBF

2-4

KNF

4-8

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
KNF

>8

AX,
AA
AX,
AA
KNF
KNF

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
AX,
AA
KNF

AX,

AA
AX,
AA
KNF

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA
AX,AA

Magnesium
0–1/4
1/4-1/2
1/2-1
1-2
2-4

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
AX,
AA
KNF

4-8

>8

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA

KNF

AX,AA

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,AA
KBBF

R,M,
TMX,T
R,M,
TMX,T
AX,
AA
KNF

KNF = Kodak No Screen Film, AX = Industrex AX, KBBF = Kodak Blue Brand Film,
AA = Industrex AA, R = Industrex R, M = Industrex M, TMX = Industrex TMX, T = Industrex T.
Lưu ý : Tất cả các loại phim trên trừ KBBF được sử dụng có hay không có màn tăng cường bằng chì,
KBBF được sử dụng với màn tăng cường bằng muối.

BẢNG 7.4. HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG
NGHIỆP CỦA HÃNG PHIM FUJI.

Những kim loại nhẹ

Vật liệu và bề
dày vật liệu (mm)
0∼ 6
6∼13
13∼ 25
25∼50
50∼100

Dưới 50
50–80
50–80

80–100
100–150
150

50∼80
50
50–80
50–80
80–100
100–150

> 100
0∼ 6
6∼13
13∼ 25

150

Điện thế của ống phát tia X (kVp)
80∼120
120∼150
150∼250
50
50–80
50
50–80
50–80
50
50–80
50–80

50
80-100
80-100
80-100

400*

150

100

80-100

150
400*-150

80-100
150
400*-150

80-100
80-100
150

50-80
80-100
100

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

216

250∼400

1000

Co 60

50
50-80
80-100

50
50
50-80

50
50
50-80

CHƯƠNG 7


Thiếc

Sắt và thép

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

400*

25∼50

400*-150

150

100

50-80

400*

400*-150

100-150

80-100

80-100
100-150
400*
400*

400*
50-80
80-100
150
400*

400*-150
50
50-80
80-100
100-150
400*

100-150
50
50
50-80
80-100
80-100150
150

50∼100
> 100
0∼ 6
6∼13
13∼ 25
25∼50
50∼100

400*-150

100-150
400*-150
400*

> 100

50-80100
80-100150
100-150
50
50-80
50-80
80-100
100-150
150

* Cho biết loại phim được sử dụng kết hợp với màn tăng cường huỳnh quang

7.1.2. Một số vấn đề về tán xạ.
Bức xạ tán xạ là một vấn đề quan trọng trong quá trình chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các
chi tiết lớn và phức tạp, đặc biệt là các chi tiết được chế tạo từ những kim loại nặng như là
thép, đồng và gang. Nhìn chung, những chi tiết thường được chia làm ba nhóm có liên quan
đến vấn đề tán xạ của chúng.
7.1.2.1. Nhóm 1 :
Những mẫu vật có bề dày tương đối đồng đều, phim có thể đặt tiếp xúc tốt với mẫu vật
và bản thân mẫu vật đó hấp thụ được hầu hết bức xạ tán xạ trước khi nó tác động đến phim.
Trong trường hợp này thì bức xạ tán xạ không thực sự là một vấn đề lớn , không cần quan tâm
đặc biệt.
7.1.2.2. Nhóm 2
Những mẫu vật gây ra quá trình tán xạ tại các góc cạnh, nhưng sự suy giảm về độ nhạy
tại các góc cạnh có thể chấp nhận được. Những mẫu vật này có thể được chiếu chụp bằng tia
X giống như cách sử dụng trong các mẫu vật được che chắn tốt (làm mặt nạ), tu nhiên có thể
sử dụng các màn chì tăng cường tiêu chuẩn hoặc một bộ lọc.
7.1.2.3. Nhóm 3

Là những mẫu vật mà có bức xạ tán xạ từ một vùng này sẽ chồng vào ảnh của một vùng
khác và do đó làm giảm độ nhạy của phim. Ví dụ, những mẫu vật có một số vùng nằm cách
phim một khoảng cách đáng kể hoặc ở những nơi sự suy giảm về độ nhạy tại các góc cạnh
không cho phép.
Để kiểm tra các mẫu vật này thì phải sử dụng đến những kỹ thuật che chắn hoặc kỹ
thuật khối lọc, dùng bức xạ có năng lượng cao hoặc sử dụng kết hợp những kỹ thuật này để
làm giảm bức xạ tán xạ. Các cách đo đạc, ngăn ngừa và bảo vệ chống bức xạ tán xạ đã được
trình bày trong phần 6.3.2.
7.2. KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ KIỂM TRA CÁC MỐI HÀN.
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn thì cách bố trí phim, mối hàn
và nguồn phát bức xạ là rất quan trọng và cần phải ghi nhớ. Sau đây chúng ta xét ba dạng mối
hàn chính như sau :


Các mối hàn nối .



Các mối hàn vòng chu vi.



Các mối hàn ống nhánh.

7.2.1. Các mối hàn nối

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

217

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Đối với các mối hàn dạng này thì người ta thường dùng kỹ thuật chụp ảnh bức xạ mà
trong đó phim được đặt nằm song song sát với một bề mặt nào đó của mối hàn và nguồn phát
bức xạ được đặt ở phía bề mặt còn lại của mối hàn, tại một khoảng cách nào đó tính từ mối
hàn.
Phải xác định vị trí đặt nguồn phát bức xạ và phim một cách cẩn thận vì thông thường
cùng một lúc ta không thể nhìn thấy được cả hai phía mối hàn. Sau đây là một vài cách bố trí
nguồn – phim thích hợp để chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn trong những mẫu vật có các
hình dạng khác nhau, được biểu diễn trong hình 7.1.
Nguồn

Nguồn

Nguồn

Mối hàn

Mối hàn

Phim

Phim
(a)

Phim
(c)

(b)

Hình 7.1. Chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn nối.
Trong trường hợp các tấm phẳng được hàn nối lại với nhau thì cách bố trí thực hiện
kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ rất đơn giản như được biểu diễn trong hình 7.1a.
Trong trường hợp chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn nối trong các ống thì phim
được đặt ở mặt mối hàn trong ống (nếu được) và nguồn phát bức xạ được đặt ở phía bên ngoài
ống hoặc ngược lại (hình 7.1b).
Trong trường hợp mà cả phim và nguồn phát bức xạ đều không thể đặt được ở phía bên
trong ống thì cả phim và nguồn phát bức xạ đều được đặt ở phía bên ngoài ống ở hai phía đối
diện nhau (hình 7.1c).
7.2.2. Các mối hàn vòng (chu vi) trong các ống
7.2.2.1. Vị trí đặt nguồn phát bức xạ và phim
Các mối hàn vòng thường có trong các ống cũng như trong các mẫu vật có dạng hình
cầu. Để chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn vòng trong ống thì sử dụng những kỹ thuật sau
Nguồn
Nguồn
đây :
Mối hàn

Phim

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

Phim

218

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Hình 7.2. Cách bố trí phim đặt ở phía bên trong, nguồn đặt ở phía bên ngoài.
(a)

Phim đặt ở phía bên trong, nguồn đặt ở phía bên ngoài :

Kỹ thuật này (hình 7.2) chỉ sử dụng được khi ống đủ lớn cho phép ta có thể tiếp xúc
được với mặt mối hàn nằm ở phía bên trong ống.
(b)

Phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên trong :

Đối với kỹ thuật này thì nguồn được đặt ở tâm vòng tròn của đường hàn vòng chu vi,
(hình 7.3a) cho phép kiểm tra được toàn bộ một đường hàn vòng chỉ trong một lần chiếu vì
vậy tiết kiệm được một lượng thời gian đáng kể. Tuy nhiên, kích thước của nguồn được sử
dụng được xác định theo bán kính của ống và bề dày của mối hàn.
Đôi khi việc sử dụng một nguồn có kích thước nhỏ nhất đặt ở tâm vòng tròn của đường
hàn vòng vẫn không thể thoả mãn được những điều kiện về bóng mờ . Do đó có thể đặt
nguồn lệch tâm vòng tròn của đường hàn vòng (hình 7.3b), nhưng cần phải thực hiện nhiều
lần chụp mới kiểm tra được toàn bộ đường vòng hàn.
Phim
Phim
(a)

Nguồn

Phim

Nguồn
(b)

Phim

Phim

Hình 7.3. Cách bố trí phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên trong.
(c)

Phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên ngoài :
Kỹ thuật này có thể được áp dụng theo hai phương pháp.

Phương pháp thứ nhất là kỹ thuật hai thành một ảnh (hình 7.4a) : trong phương pháp
này thì nguồn và phim được bố trí ở một khoảng cách ngắn nhằm khuếch tán hình ảnh của
phần mối hàn bên trên, ảnh bức xạ nhận được là ảnh của phần mối hàn nằm sát với phim nhất.
Phương pháp thứ hai là kỹ thuật hai thành hai ảnh (hình 7.4b) : trong đó nguồn và phim
được đặt cách nhau một khoảng cách lớn làm cho ảnh bức xạ của mối hàn trên phim có dạng
hình ellip.

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

219

CHƯƠNG 7

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Nguồn

Nguồn

(a)

Phim

Phim
Nguồn

Nguồn

(b)
Phim

Phim

Hình 7.4. Phương pháp phim đặt ở phía bên ngoài, nguồn đặt ở phía bên ngoài.
7.2.2.2. Số lượng phim dùng trong một mối hàn nối
(a)

Kỹ thuật hai thành một ảnh :

Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ sử dụng phương pháp hai thành một ảnh để kiểm tra
các mối hàn vòng chu vi trong các ống, đường kính ngoài của ống được ký hiệu bằng chữ G
như trong hình 7.5, bề dày thành ống được ký hiệu bằng chữ t, khoảng cách từ tiêu điểm phát
chùm tia bức xạ đến phim được ký hiệu bằng chữ L; và khoảng cách từ bề mặt mẫu vật nằm ở
phía phim đến phim được ký hiệu bằng chữ L f. Nếu giá trị cực đại của góc phát chùm tia bức
xạ tương ứng với vết nứt nằm ngang được ký hiệu bằng chữ φ, thì diện tích của phần được
kiểm tra mà thoả mãn góc đã quy định (trong tài liệu này gọi là diện tích hiệu dụng của phần
kiểm tra) là phần gạch chéo trong hình 7.5 và góc ở tâm là 2α (độ) sẽ được cho bởi phương
trình sau đây :


 2t 
2 × sin −1 1 −  × sin φ + φ
G



2α = 2 × (η + φ) =
−1
 G 
 − 1
2 × 
 L − Lf 

(7.1)

Phương trình (7.1) được viết lại thành phương trình (7.2) khi diện tích hiệu dụng của
phần kiểm tra là cực đại. Khi đó đường kính ngoài của ống G = L – L f và bề dày thành ống đủ
nhỏ so với đường kính ngoài của ống.
(2α)max = 4φ

(7.2)

Phương trình (7.1) được viết lại thành phương trình (7.3) khi diện tích hiệu dụng của
phần kiểm tra là cực đại, và thành ống có bề dày không đáng kể, lúc đó khoảng cách từ tiêu
điểm phát chùm bức xạ đến phim tiến tới vô cùng.
(2α)min = 2φ

(7.3)

Số lượng phim cho toàn bộ mối hàn nối trong ống được cho bởi công thức sau đây, khi
phim được quấn xung quanh mối hàn và sử dụng kỹ thuật chụp ảnh bức xạ hai thành một ảnh.
N = 3600/2α
PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

220

(7.4)
CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Nếu những kết quả cho trong các phương trình (7.2) và (7.3) được biểu diễn theo cách
khác thì số lượng phim nhiều nhất Nmax, để kiểm tra toàn bộ một mối hàn nối trong ống, dùng
kỹ thuật hai thành một ảnh được cho bởi phương trình sau, bỏ qua hình dạng của ống:
Nmax = 3600/2φ = 1800/φ

(7.5)

Số lượng phim ít nhất: Nmin , dùng để kiểm tra toàn bộ một mối hàn nối trong ống dùng
kỹ thuật hai thành một ảnh được cho bởi phương trình sau, nhưng N min không được nhỏ hơn
1/2Nmax :
Nmin = 3600/4φ = 900/φ
(7.6)
Tiêu điểm phát chùm tia bức xạ F

L

η

φ

2α

0.5G

G

h
H

P’
t

P
O

Lf

Phim

Hình 7.5. Kỹ thuật hai thành một ảnh.
(b)

Kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong :

Như trong hình 7.6, phần gạch chéo là diện tích hiệu dụng của phần được kiểm tra trong
kỹ thuật chụp ảnh bức xạ phim đặt ở phía bên trong, thì góc 2α và diện tích hiệu dụng của
phần kiểm tra được cho bởi phương trình sau :


 2t 
2 × φ − sin −1 1 +  × sin φ
g



2α = 2 × (φ − η) =
−1
 g 
 + 1
2
 L − Lf 

(7.7)

Trong đó : g là đường kính trong của ống.

Phương trình (7.7) được viết lại thành phương trình (7.8) nếu không tính đến bề dày
thành ống, diện tích hiệu dụng của phần kiểm tra là cực đại khi khoảng cách từ tiêu điểm phát
chùm bức xạ đến phim tiến tới vô cùng.
(2α)min = 2φ
PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

221

(7.8)
CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng trong kỹ thuật này được cho bởi phương
trình :
N = 3600/2φ

(7.9)

Tiêu điểm phát chùm tia bức xạ F

L

η

O
φ

t

P’

H

Phim

0.5g

2α

Lf

P

g

h

Hình 7.6. Kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong
Nếu kết quả của phương trình (7.8) được biểu diễn lại theo cách khác thì số lượng phim
chụp ảnh bức xạ ít nhất, N min, cần dùng trong kỹ thuật này được cho bởi phương trình sau :
Nmin = 3600/2φ = 1800/φ
(7.10)
Tuy nhiên do khoảng cách từ tiêu điểm phát chùm tia bức xạ đến phim là vô cùng nên
số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng phải lớn hơn giá trị nhận được từ phương trình này.
7.2.2.3. Số lượng phim chụp ảnh bức xạ, nếu có xét đến kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và góc
phát chùm tia bức xạ tương ứng với các vết nứt
Khi góc phát chùm tia bức xạ so với một vết nứt lớn hơn 15 0 thì thường không phát hiện

được vết nứt. Khi tăng góc phát chùm tia bức xạ lên thì khả năng phát hiện vết nứt giảm
xuống một cách đáng kể. Nếu góc phát chùm tia bức xạ là 15 0 được coi như cực đại so với vết
nứt ngang của mối hàn vòng trong ống (tương ứng với loại thông thường được quy định trong
JIS 3104), thì số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng cho mỗi kỹ thuật là như sau :
(a)

Kỹ thuật hai thành một ảnh và kỹ thuật hai thành hai ảnh :

Số lượng phim chụp ảnh bức xạ cần dùng trong kỹ thuật hai thành một ảnh và kỹ thuật
hai thành hai ảnh có sự khác nhau một chút, phụ thuộc vào : đường kính ngoài của ống, bề
dày thành ống và cách bố trí chụp ảnh bức xạ. Như thể hiện trong phương trình (7.6) thì cần
phải chụp ít nhất là 6 phim hoặc nhiều hơn. Tuy nhiên, không cần thiết phải chụp nhiều hơn
12 phim, nếu không có sự thay đổi về cách bố trí nguồn, phim và mẫu vật trong suốt quá trình
thực hiện chụp ảnh bức xạ.
(b)

Kỹ thuật nguồn đặt ở phía bên trong :

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

222

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ sử dụng nguồn đặt ở phía bên trong thì cách thông

thường để tạo ra được một ảnh chụp bức xạ mong muốn là bố trí tiêu điểm phát chùm bức xạ
ở tại tâm vòng tròn của đường hàn vòng trong ống. Trong trường hợp này thì diện tích hiệu
dụng của phần kiểm tra so với vết nứt ngang theo hướng bề dày chính là toàn bộ chu vi vòng
tròn của ống.
(c)

Kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong :

Như thể hiện trong phương trình (7.10) thì với kỹ thuật phim đặt ở phía bên trong, cần
phải chụp ít nhất là 12 phim hoặc nhiều hơn.
7.2.3. Các mối hàn ống nhánh (Nozzle welds)
Trong kỹ thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn ống nhánh thì cách bố trí nguồn,
phim được biểu diễn trong hình 7.7. Nguồn phải được đặt sao cho trục của chùm tia bức xạ
tạo với vách thành ống nhánh một góc khoảng 70.
Nguồn
φ = 70

Hình 7.7. Chụp ảnh bức xạ kiểm
tra các mối hàn ống nhánh

Phim

7.2.4. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn chữ T
Hướng của chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma có ảnh hưởng một cách đáng kể lên kết
quả kiểm tra các mối hàn chữ T bằng chụp ảnh bức xạ. Do đó, ta cần phải xác định một hướng
phát chuẩn cho chùm tia bức xạ.
Trong hình (7.8a) bề dày xuyên thấu của mối hàn sẽ nhỏ đi ở một chỗ nào đó và như thế
theo quy tắc, chùm tia bức xạ sẽ chiếu định hướng ở một góc 300.
Trong hình (7.8b) theo quy tắc chùm tia bức xạ được chiếu theo một hướng ở góc 450.
Bức xạ tia X

(chiếu lần 2)

Bức xạ tia X
(chiếu lần 1)
T2

T2

T1, T2 : Bề dày kim
loại cơ bản.
TA : Bề dày vật liệu.

450

TA = 1.1 × (T1 + T2)

T1

T1

300

Bức xạ tia X

Film

Film

TA = 1.4 × (T1 + T2)

0

(b) Góc phát chùm tia bức xạ là 450.

(a) Góc phát chùm tia bức xạ là 30 .

Hình 7.8. Hướng truyền của chùm bức xạ tia X và bề dày vật liệu trong các mối hàn chữ T.
PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

223

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Trong một mối hàn chữ T, phần kiểm tra có bề dày xuyên thấu lớn nhất bằng khoảng
hai lần bề dày xuyên thấu nhỏ nhất. Do đó, nếu ta thực hiện chụp ảnh bức xạ theo hướng này
(bề dày lớn), thì khó tạo được toàn bộ hình ảnh của phần được kiểm tra nằm trong phạm vi
một dải độ đen cao. Trong hình 7.9, nếu ta sử dụng một tấm nêm hiệu chỉnh bề dày để làm
giảm sự khác biệt về bề dày, thì việc chụp ảnh bức xạ sẽ thực hiện được một cách dễ dàng và
ta có thể kiểm tra mối hàn một cách hoàn hảo.
Bức xạ tia X
T2

T1

Nêm bổ sung bề dày

Phim

Hình 7.9. Cách bố trí nêm bổ sung bề dày.
7.2.5. Chiều dài đường chéo của mối hàn
Hai quy tắc sau đây được sử dụng để tìm chiều dài đường chéo của mối hàn cho phép
lớn nhất; có nghĩa là chiều dài đường chéo mối hàn có thể kiểm tra được trong một lần chiếu.
(a)

Đối với việc kiểm tra yêu cầu nghiêm ngặt :
L = 1.06 × T

Trong đó : L và T tương ứng với bề dày xiên góc và vuông góc theo hướng nhìn chùm
tia bức xạ phát ra, hình 7.10.
(b)

Đối với việc kiểm tra có yêu cầu thông thường :
L = 1.1 × T
S

S

L

T

L

L

L
T

Hình 7.10. Chiều dài đường chéo cho phép lớn nhất.
7.3. CHỤP ẢNH BỨC XẠ KIỂM TRA CÁC VẬT ĐÚC.
Theo quan điểm của chụp ảnh bức xạ thì những vật đúc có thể được khảo sát dưới hai
dạng chính sau đây :
PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

224

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II



Những vật đúc có bề dày đồng nhất.



Những vật đúc có nhiều bề dày (bề dày thay đổi)

7.3.1. Vật đúc có bề dày đồng nhất (một bề dày)
Đây là loại vật đúc đơn giản nhất trong tất cả những vật đúc gặp phải trong quá trình
kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ. Việc xác định liều chiếu cần thiết để kiểm tra vật đúc dạng
này đã được trình bày trong phần 6.4.

7.3.2. Vật đúc có nhiều bề dày
Một số kỹ thuật khác nhau được sử dụng để chụp ảnh bức xạ kiểm tra các vật đúc có
nhiều bề dày, trình bày sau đây:
(a)

Kỹ thuật bổ sung thêm vật liệu không có khuyết tật :

Trong trường hợp một vật đúc có số bề dày hạn chế mà những bề dày này có kích thước
hình học tương đối đồng đều, thì sự khác biệt giữa những bề dày này sẽ được hiệu chỉnh bằng
một vật liệu không có khuyết tật. Liều chiếu được tính tương ứng với bề dày cực đại. Kỹ thuật
này dựa vào sự tính toán độ đen tối ưu cho mỗi bề dày được chụp.
(b)

Phương pháp đường chéo :

Phương pháp này dựa vào việc xem xét dải độ đen cho phép (dải độ đen từ 1.7 đến 3.5).
Nếu bề dày lớn nhất trong một vật đúc có nhiều bề dày, nằm trong phạm vi của biểu đồ xác
định chế độ chiếu chụp đang dùng. Từ đó ta có thể tìm được đường chéo, giá tri KV.v.v…
tương ứng với bề dày lớn nhất và bề dày nhỏ nhất (điều này đã được trình bày một cách chi
tiết trong phần 6.5.3.4).
Trong trường hợp mà dải bề dày quá lớn để có được một đường chéo song song hoặc
gần như song song với đường thẳng KV trong biểu đồ chế độ chiếu chụp, thì dải bề dày này
sẽ được chia ra thành một số dải bề dày nhỏ hơn.
(c)

Kỹ thuật nhiều phim :

Việc kết hợp nhiều phim có tốc độ khác nhau được sử dụng để chụp ảnh bức xạ kiểm tra
các vật đúc có nhiều bề dày. Điều này sẽ được trình bày một cách chi tiết trong phần 7.5.1. Kỹ
thuật này còn được gọi là kỹ thuật kẹp-lồng vào (sandwich technique).

Những phương pháp đã trình bày ở trên chỉ được sử dụng để chụp ảnh bức xạ kiểm tra
với những yêu cầu thông thường. Còn đối với việc kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ được yêu
cầu nghiêm ngặt thì mỗi phần bề dày cần phải được chiếu chụp riêng biệt để nhận được một
ảnh chụp bức xạ có độ đen tối ưu (độ đen là 2.0).
7.4. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA KHUYẾT TẬT.
(i)

Một mẫu vật ba chiều sẽ có ảnh chụp bức xạ là một ảnh bóng hai chiều. Một hình
ảnh được tạo ra ở điểm C, trên hình 7.11, trong quá trình chụp ảnh bức xạ có thể là do
một khuyết tật nằm ở bất kỳ nơi nào đó trên đoạn thẳng AB của mẫu vật, song song với
hướng truyền chùm tia bức xạ. Như vậy, một ảnh chụp bức xạ không thể cung cấp vị trí
của khuyết tật theo chiều thứ ba được.

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

225

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II
Bức xạ

A
Mẫu vật

B

Phim

C

Hình 7.11. Quá trình hình thành ảnh bóng hai chiều của một khuyết tật.
Do đó sự hiểu biết vị trí của một khuyết tật theo ba chiều là cần thiết, nhằm mục đích:
(ii)

Giúp ta trong việc giải đoán.

(iii)

Đánh giá được mức độ nguy hiểm của khuyết tật

(iv)

Giúp ta trong việc sửa chữa nếu cần thiết.

Những phương pháp được trình bày sau đây có thể được sử dụng để xác định vị trí của
một khuyết tật theo ba chiều :
7.4.1. Phương pháp góc vuông
Nếu kích thước của mẫu vật cho phép, thì ta có thể tạo ra được hai ảnh chụp bức xạ trên
hai phim được đặt ở hai vị trí vuông góc với nhau như được biểu diễn trong hình 7.12.
Hướng truyền chùm
tia bức xạ thứ nhất
Mẫu vật
Ảnh chụp bức
xạ thứ hai

Hướng truyền chùm

tia bức xạ thứ hai

Khuyết tật

Ảnh chụp bức
xạ thứ nhất

Hình 7.12. Phương pháp góc vuông.
Một trong hai ảnh chụp bức xạ đó sẽ cho ta vị trí khuyết tật biểu diễn theo hai chiều và
ảnh chụp bức xạ còn lại sẽ cho ta vị trí của khuyết tật được biểu diễn theo chiều thứ ba.
Phương pháp này là đơn giản nhất và cho kết quả rất chính xác. Nhược điểm của
phương pháp này là mẫu vật phải có kích thước hai chiều thích hợp để có thể thực hiện chụp
ảnh bức xạ.
7.4.2. Phương pháp dịch nguồn
PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

226

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các mẫu vật có dạng phẳng và trong trường hợp
mà phương pháp góc vuông không thể thực hiện được.
Phương pháp này được trình bày như sau :
(i)

Trước hết, thực hiện chụp ảnh bức xạ theo cách thông thường để có được một ảnh
chụp bức xạ của mẫu vật và đánh dấu vị trí của khuyết tật (theo hai chiều) lên trên mặt
trên của mẫu vật.

(ii)

Thực hiện hai lần chiếu trên cùng một phim, mỗi lần chiếu sử dụng một liều chiếu
gần bằng một nửa liều chiếu tổng tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến phim (SFD)
cho trước. Giữa hai lần chiếu này thì tiêu điểm phát chùm tia bức xạ được xê dịch một
khoảng cách nào đó trong một mặt phẳng song song với phim và đi ngang qua chiều có
kích thước lớn hơn của khuyết tật (hình 7.13).

(iii)

Sau khi thực hiện xử lý tráng rữa phim xong thì ta đo được khoảng cách xê dịch
ảnh của khuyết tật trên phim.
S1

S2

S

D

Khuyết tật

Mẫu vật

d
Phim

I

Hình 7.13. Phương pháp xê dịch nguồn.
Gọi S = khoảng cách xê dịch tiêu điểm phát chùm tia bức xạ.
D = SFD (được đo dọc theo đường thẳng vuông góc).
I = Khoảng cách xê dịch ảnh.
d = Khoảng cách từ khuyết tật đến phim.
Theo công thức về tam giác đồng dạng ta có :
S D−d D
D /(S + I) D × I
=
= − 1 hoặc d =
=
I
d
d
I
S+I
Để tìm ra khoảng cách từ khuyết tật đến mặt đáy của mẫu vật thì ta có thể lấy d trừ đi bề
dày của cassette và màn tăng cường (nếu chúng được sử dụng).
Khoảng cách xê dịch tiêu điểm phát chùm bức xạ không được quá lớn hoặc quá nhỏ vì
điều này có thể làm méo những hình ảnh ghi nhận được trên phim, hoặc nếu quá nhỏ không

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

227

CHƯƠNG 7

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

đủ khoảng cách tách rời giữa hai hình ảnh và làm cho việc đo khoảng cách xê dịch ảnh khó.
1
Giá trị thích hợp có thể sử dụng được là bằng SFD .
3
7.4.3. Phương pháp đánh dấu chì
Đây là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để xác định vị trí của
khuyết tật. Quy cách thực hiện tương tự như phương pháp xê dịch nguồn, nhưng khoảng cách
dịch nguồn cũng như SFD không cần đo. Phương pháp này được trình bày như sau :
(i)
(ii)

Thực hiện chụp ảnh bức xạ theo cách thông thường để có một ảnh chụp bức xạ của
mẫu vật biểu diễn theo hai chiều. Đánh dấu vị trí của khuyết tật nằm trong mẫu vật lên
mặt trên của mẫu vật theo hai chiều
Đặt hai vật đánh dấu bằng chì (thường là những sợi dây mảnh bằng chì hoặc bất kỳ
kim loại nặng nào khác) lên mẫu cần chụp: một được đặt lên bề mặt mẫu vật nằm ở phía
nguồn và một được đặt lên bề mặt của mẫu vật nằm ở phía phim, nằm gần và dọc theo
chiều dài ở bất cứ cạnh nào của khuyết tật. Cần phải đặt cẩn thận để tránh hình ảnh của
khuyết tật và hình ảnh của vật đánh dấu trùng hoặc trộn lẫn lên nhau (hình 7.14).

(iii)

Thực hiện chiếu hai lần lên cùng một phim, mỗi lần chiếu với một liều chiếu bằng
một nửa liều chiếu tổng cộng tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến phim (SFD) cho
trước. Giữa hai lần chiếu này thì tiêu điểm phát chùm tia bức xạ được xê dịch qua một
khoảng cách nào đó trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của phim và đi ngang

qua chiều dài của khuyết tật (hình 7.14).

(iv)

Sau khi thực hiện xử lý tráng rữa phim xong thì ta đo được khoảng cách xê dịch
ảnh của khuyết tật và hình ảnh của các vật đánh dấu trên phim.

Từ đó ta có thể nhận thấy rằng, những vật đánh dấu được đặt gần sát với khuyết tật, thì
sự xê dịch hình ảnh của khuyết tật và của các vật đánh dấu tỷ lệ với khoảng cách của chúng
đến phim, bề dày của các vật đánh dấu được xem như là không đáng kể.
Gọi h = Khoảng cách từ khuyết tật đến bề mặt đáy của mẫu vật.
X1: khoảng xê dịch ảnh của vật đánh dấu nằm phía phim
X2: khoảng xê dịch ảnh của khuyết tật
X3 : khoảng xê dịch ảnh của vật đánh dấu nằm phía nguồn.
Y1: khoảng cách từ vật đánh dấu phía phim tới phim
Y2 : khoảng cách từ khuyết tật đến phim
Y3 : khoảng cách từ vật đánh dấu phía nguồn đến phim
Hướng xê dịch nguồn

S2

S1

L2
Mẫu vật
D
L1
L2
Phim

Phim

T

D

Y3

h

X3
PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

228

Y2

L1
X2

Y1

X1
CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Khoảng cách từ các dấu chì
và khuyết tật đến bề mặt
đáy của mẫu vật

Khoảng cách từ các dấu chì và
khuyết tật đến phim

Hình 7.14. Phương pháp đánh dấu chì.

Y3
Y2

T

Hình 7.15. Các đồ thị biểu diễn khoảng cách từ các dấu chì,hkhuyết tật đến phim và khoảng
cách từ các dấu chì đến mặt đáy của mẫu vật theo khoảng cách xê dịch ảnh.
Y1
0 vẽ Y theo các giá trị X. Từ đồ
Từ đó ta nhận được một đường thẳng (hình 7.15a) nếu ta
X3
X
X3
X
0
X1
X2
thị này ta cóKhoảng
thể đánh
giá được khoảng cách từ khuyết tật -Y
đến phim 1(các giá trị Y)2 theo sự

cách xê dịch ảnh
Khoảng cách xê dịch ảnh
1
dịch chuyển hình ảnh của
(a) khuyết tật (các giá trị X).
(b)

Một cách thực hiện tốt và thực tế hơn là vẽ đồ thị khoảng cách từ hai vật đánh dấu đến
mặt đáy của mẫu vật theo khoảng xê dịch hình ảnh (hình 7.15b). Cách này loại bỏ được quá
trình đo bề dày của cassette và màn tăng cường. Trong trường hợp này thì khoảng cách từ mặt
đáy của mẫu vật đến vật đánh dấu được đặt ở phía phim là bằng 0; và khoảng cách từ vật đánh
dấu đặt ở phía nguồn đến mặt đáy của mẫu vật chính là T (bề dày của mẫu vật kiểm tra).
Từ hình 7.15 (a&b) ta có thể tìm ra được khoảng cách từ khuyết tật đến mặt đáy của
mẫu vật (h), nếu biết được khoảng cách xê dịch hình ảnh của khuyết tật , ngoài ra h cũng có
thể được tính theo công thức sau :
h=

T × ( X 2 − X1 )
X 3 − X1

7.4.4. Kỹ thuật chụp ảnh nổi bằng bức xạ
Hai ảnh chụp bức xạ được chụp theo hai hướng hơi khác nhau một chút. Góc giữa hai
hướng này bằng góc nằm đối diện với mắt người khi quan sát các ảnh chụp bức xạ này. Trên
máy đọc ảnh nổi, thì mắt trái của người xem nhìn một ảnh và mắt phải nhìn ảnh trên phim còn
lại.
Theo cách này thì ta có được một hiệu ứng ba chiều thực sự, giúp đánh giá trực quan vị
trí của khuyết tật. Nguyên lý chụp ảnh nổi bằng bức xạ được minh họa trong hình 7.16.

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

229

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II
Bên phải

Bên trái

Nguồn dịch sang phải

Nguồn dịch sang trái

Ảnh nổi bên phải

Ảnh nổi bên trái

Phải

Trái

Mắt trái

Mắt phải
Trái

Phải

Hình 7.16. Sơ đồ minh họa phương pháp thực hiện và quan sát các ảnh nổi.
7.5. NHỮNG KỸ THUẬT CHỤP ẢNH BỨC XẠ KHÁC.
Bằng cách sử dụng các dạng bức xạ và các thiết bị ghi nhận khác nhau hoặc bằng cách
bố trí chúng theo một cách đặc biệt, người ta đã đề xuất ra những kỹ thuật chụp ảnh bức xạ
khác cho những mục đích đặc biệt. Một số trong những kỹ thuật này đang được sử dụng phổ
biến sẽ được trình bày sau đây :
7.5.1. Chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mẫu vật có nhiều bề dày
Trong trường hợp này thường rất khó đạt được độ đen cho phép với những phần mỏng
và dày chỉ trong một ảnh chụp bức xạ. Sự khó khăn này có thể khắc phục được theo ba cách
sau đây :
Cách đầu tiên, làm giảm độ tương phản của ảnh chụp bức xạ bằng cách sử dụng :
(i)

Bức xạ tia X có KV cao hay bức xạ tia gamma có năng lượng cao.

(ii)

Các bộ lọc nằm giữa ống phát bức xạ tia X và mẫu vật kiểm tra.

(iii)

Phim có độ tương phản thấp.
Cách thứ hai là bổ sung sự chênh lệch bề dày bằng các vật liệu “sạch khuyết tật” làm
cho mẫu vật có hình dạng đồng đều. Cách này được áp dụng giống như cách chụp ảnh bức xạ
kiểm tra các mẫu vật có hình dạng đồng đều.

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

230

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

Cách thứ ba là dùng nhiều loại phim có tốc độ khác nhau. Cao thế , liều chiếu và các
loại phim kết hợp được lựa chọn theo nào đó sao cho chỉ cần trong một lần chiếu sẽ đạt được
độ đen cần thiết, các phần dày hơn của mẫu sẽ được ghi nhận bởi một phim nhanh, trong khi
các phần mỏng hơn sẽ được ghi lại bởi một phim chậm
Mẫu vật

Các màn tăng
cường bằng chì

Phim

Hình 7.17. Kỹ thuật chụp phim kép có tốc độ khác nhau.
Nếu có sử dụng các màn tăng cường bằng chì sẽ làm tăng hoặc giảm tỷ số liều chiếu lên
các phim và cũng phụ thuộc vào vị trí tương đối của chúng.
Ví dụ : Nếu một phim chậm hơn với màn tăng cường bằng chì được đặt trước một phim
có nhanh hơn, thì tỷ số liều chiếu sẽ bị giảm xuống; vì phim nhanh hơn sẽ bị làm cho trở nên
ít nhanh hơn do sự hấp thụ bức xạ trong các màn chì của phim chậm đã cản trở và ngược lại
cũng vậy. Bằng cách này thì ta có thể thay đổi liều chiếu tương đối của các phim một cách
lệch nhau. Vì vậy việc sử dụng các màn tăng cường bằng chì đôi khi có lợi.
7.5.2. Đo bề dày thành ống
Đôi khi cần phải đo bề dày thành ống bằng cách chụp ảnh bức xạ. Sau đây là các cách
bố trí và các công thức tính toán

(a)

Các ống có đường kính lớn :

Ảnh bóng của thành ống ghi nhận được trên phim bằng cách sử dụng cách bố trí như
minh họa trong hình 7.18 và từ đó ta có thể đo được chiều rộng BM của ảnh bóng này.
Nếu φ = 300 thì bề dày thành ống W được tính theo công thức :
W=R−

h(3.73R − d )
1.73h − d
− R.
1.73h − d
(1.73h − d ) 2 + h 2

(7.11)

Nếu φ = 450 thì bề dày thành ống W được tính theo công thức :
W=R−

h(2.414R − d )
h−d
− R.
h−d
(h − d) 2 + h 2

(7.12)

Nếu φ = 600 thì bề dày thành ống W được tính theo công thức :
W=R−

h(1.73R − d )
0.577h − d
− R.
0.577 h − d
(0.577 h − d ) 2 + h 2

(7.13)

Nếu φ = 900 thì bề dày thành ống W được tính theo công thức :
W=R−

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

h( R − d )
d
− R. 2
d
d + h2

231

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

(7.14)

Nguồn
φ

h

W
R

B
P

d

M Phim

Hình 7.18. Cách bố trí chụp ảnh bức xạ để đo bề dày thành của một ống có đường kính lớn.
(b)

Các ống có đường kính nhỏ :

Hình ảnh toàn bộ ống ghi nhận được trên phim bằng cách cách bố trí như được minh
họa trong hình 7.19 và từ đó ta đo được khoảng cách AB. Bề dày thành ống W sau đó được
tính theo công thức :
W=R−

( h − R)p
AB
2
2 trong đó p =
p +h

2

Nguồn

h

R
A

B

Phim

Hình 7.19. Cách bố trí chụp ảnh bức xạ để đo bề dày thành ống có đường kính nhỏ.

7.5.3. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ tế vi
Đối với những mẫu vật mỏng được gia công đặc biệt thì việc chụp ảnh bức xạ để kiểm
tra các mẫu vật này được thực hiện ở mức dải năng lượng bức xạ cực kỳ thấp (chẳng hạn
5KV) trên một phim có kích thước hạt siêu mịn. Khi phóng đại ảnh chụp bức xạ sẽ cho ta các
chi tiết bên trong cấu trúc của mẫu vật. Kỹ thuật chụp ảnh tế vi bằng bức xạ chủ yếu được
dùng trong các ngành nghiên cứu về luyện kim.
7.5.4. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ phóng to
Trong một số trường hợp, lại cần phóng to ảnh của một vật để có thể nhìn thấy các chi
tiết cực kỳ nhỏ bên trong. Để có được một ảnh phóng to của một mẫu vật thì phải tăng khoảng

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

232

CHƯƠNG 7

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

cách từ mẫu vật đến phim. Để khắc phục hiệu ứng gây ra bóng mờ , nên sử dụng một nguồn
có kích thước cực kỳ nhỏ.
7.5.5. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ tốc độ cao hoặc chụp ảnh bức xạ tức thì (flash)
Để chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mẫu vật đang di chuyển thì thời gian chụp phải rất
ngắn và đồng thời cường độ bức xạ tia X phát ra phải cực kỳ cao. Điều này được thực hiện
bằng cách làm phóng điện đột ngột từ các tụ điện qua ống phát tia X được chế tạo đặc biệt
nhằm đạt được cường độ dòng điện cỡ vài ngàn ampere trong một khoảng thời gian rất ngắn
(cở một phần triệu của giây). Kỹ thuật này thường được sử dụng trong các ngành đạn đạo học.
7.5.6. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ tự động
Trong trường hợp này, bản thân mẫu vật được kiểm tra có chứa một số chất ở dạng
phóng xạ. Khi phim được đặt tiếp xúc trực tiếp với mẫu vật thì ta có được một ảnh chụp bức
xạ một cách tự động, chỉ ra sự phân bố của các chất phóng xạ có trong mẫu vật. Kỹ thuật này
được dùng chủ yếu trong các ngành sinh vật học và luyện kim.
7.5.7. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng electron truyền qua
Sử dụng một chùm bức xạ tia X có năng lượng cao để tạo ra một chùm quang electron
từ một tấm chì, sau đó electron đi qua mẫu vật (có hấp thụ electron rất thấp giống như
giấy.v.v…) và chiếu lên phim. Khi đó ta nhận được một ảnh chụp bức xạ bằng electron trên
phim. Cách bố trí để thực hiện kỹ thuật này được minh họa trong hình 7.20. Dùng một phim
sạch (chưa chụp) đặt ở đằng sau để hấp thụ bất kỳ electron nào được phát ra bởi cassette.
Bức xạ

Cassette

Màn chì

Mẫu vật
Phim chụp ảnh bức xạ

Phim sạch (chưa chụp)

Hình 7.20. Cách bố trí chụp ảnh bức xạ dùng electron truyền qua.
7.5.8. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng electron phát xạ
Trong trường hợp này, sử dụng một chùm bức xạ tia X để tạo ra các quang electron từ
chính bản thân mẫu vật. Các quang electron này chiếu lên phim đang được đặt sát với mẫu
kiểm tra. Việc phát ra các electron phụ thuộc vào nguyên tử số của một nguyên tố, sự phát xạ
electron sẽ cho ta sự phân bố của các nguyên tố có nguyên tử số khác nhau.
7.5.9. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng neutron
Trong trường hợp này người ta sử dụng một chùm neutron để chụp ảnh bức xạ kiểm tra
mẫu vật. Ở đây, thiết bị ghi nhận không phải là phim nhạy sáng thông thường do loại phim
này không nhạy với neutron. Những cách sau đây được sử dụng để ghi nhận hình ảnh mẫu vật
trong trường hợp kiểm tra chụp ảnh bức xạ bằng neutron :
(i)

Sử dụng một lá vàng để ghi nhận hình ảnh dưới dạng hoạt độ phóng xạ được tạo
ra. Hình ảnh này có thể được chuyển sang phim bằng cách dùng kỹ thuật chụp ảnh bức

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

233

CHƯƠNG 7


TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM

TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II

xạ tự động để chụp lại ảnh lá vàng. Có thể thay thế vàng bằng một số vật liệu thích hợp
khác.
(ii)

Neutron truyền qua mẫu vật sẽ tương tác với một chất nhấp nháy. Những ánh sáng
nhấp nháy sẽ chiếu lên phim đang được đặt tiếp xúc với bản nhấp nháy.

Trong những trường hợp nhất định, chụp ảnh bức xạ bằng neutron có nhiều thuận lợi
hơn so với chụp ảnh bức xạ bằng tia X hoặc tia gamma:
1.
2.
3.

Nếu mẫu vật là một chất phóng xạ.
Nếu mẫu vật có chứa những chất hấp thụ được neutron nhiệt hoặc những
nguyên tố nhẹ.
Có thể phân biệt được hai nguyên tố có nguyên tử số không khác nhau lắm

7.5.10. Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ bằng proton
Cũng có thể sử dụng một chùm proton để chụp ảnh bức xạ trong các dạng nghiên cứu
đặc biệt. Số proton truyền qua mẫu vật mà bề dày của mẫu vật gần bằng với dải proton, sẽ rất
nhạy khi bề dày bằng đúng dải proton . Nhờ kỹ thuật này mà ta có thể phát hiện được sự biến
đổi cục bộ rất nhỏ về mật độ và bề dày của mẫu vật.

PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT

234

CHƯƠNG 7